為什么材料拉伸試驗要用“引伸計”？
來源：天氏庫力 發布日期
2025-06-23 瀏覽：
當我們對材料進行拉伸試驗時，最核心的問題便是：它究竟伸長了多少？若僅依靠試驗機橫梁的位移數據，會面臨一個根本性的局限——橫梁移動量包含了機器本身的間隙、試件夾持端的滑移、甚至試件在夾具中的局部塑性變形，這些“噪音”嚴重干擾了試件標距段內真實變形的精確測量。此時，引伸計便成為材料科學家的“眼睛”，它精準地聚焦在試件標距段上，直接測量材料標距內的真實變形量。
引伸計，本質上是一種高精度的應變測量儀器。它分為接觸式（如刀口式引伸計，利用刀口直接接觸試件）和非接觸式（如視頻引伸計或激光引伸計，通過光學手段追蹤試件表面標記點）。其核心使命在于排除一切干擾，捕捉標距段內材料最真實的應變響應。沒有它，我們無法準確測定材料最關鍵的力學性能指標：彈性模量（應力-應變曲線初始斜率）、規定非比例延伸強度（如 Rp0.2）、屈服強度以及均勻延伸率等。這些關鍵數據恰恰高度依賴于試件在彈性及小塑性變形階段的微小伸長量。引伸計的存在，讓材料在受力下的“低聲細語”得以被清晰聽見。
引伸計的使用，是試驗成功的關鍵一環：
1. 對于接觸式引伸計，需極其小心地將刀口對準并輕輕卡在試件標距段的標記點或專用凸臺上，確保刀口與試件垂直接觸。刀口需施加微小的預壓力以消除間隙，但又不能過大導致局部壓痕或干擾試件自由變形。非接觸式引伸計則需在試件標距段制備清晰、高對比度的散斑或標記點，并精確調整鏡頭焦距、角度和光照，確保標記點在整個試驗過程中能被穩定追蹤。
2. 正式試驗前，必須使用標準量塊對引伸計進行標定，建立其輸出信號與實際變形量之間的準確換算關系。將引伸計安裝到位后，在施加任何載荷前，需在軟件中進行“清零”操作，消除安裝預應變和系統零點漂移。部分系統還需進行“標距設定”，輸入引伸計實際測量的標距長度。
3. 啟動拉伸試驗，引伸計實時將變形信號傳輸給控制器或數據采集系統。需密切監控引伸計狀態，防止意外觸碰或滑移。特別重要的是，在材料即將進入或達到屈服階段后（如產生明顯頸縮前），對于某些接觸式引伸計，必須及時、小心地將其卸除，避免試件斷裂時的劇烈回彈損壞昂貴的傳感器。非接觸式引伸計則通常能全程監測直至試件斷裂，完整捕捉頸縮和斷裂過程。
引伸計是材料拉伸試驗中無聲卻關鍵的“翻譯官”，它精準解讀材料在受力時細微的“變形語言”。沒有它，彈性模量、屈服強度這些關鍵力學指標便失去了精確測量的基礎，材料的真實性能將在試驗機的“噪音”中模糊不清。從高聳入云的橋梁鋼材到精密的微電子元件，引伸計提供的精確應變數據始終是現代材料科學研究和工程安全設計背后不可或缺的基石——它讓我們得以看清材料在力作用下的最真實反應，為構筑可靠世界提供堅實的認知基礎。
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